برای بخش فولاد، کربن‌زدایی چین یک تلاش پرهزینه است

جاه‌طلبی‌های بلند چین برای رسیدن به اوج انتشار کربن تا سال 2030 و دستیابی به صفر کردن انتشار کربن تا سال 2060، فولادسازان بزرگ چینی را وادار کرد تا مسیر سبزتری را برای تولید ترسیم کنند، زیرا آنها به طور فزاینده‌ای علاقه‌مند به توسعه کارخانه‌های احیای مستقیم آهن یا آهن اسفنجی با استفاده از هیدروژن و گاز طبیعی هستند.

اما افزایش هزینه‌های کربن‌زدایی و تسلط مورد انتظار مسیر مبدل کوره بلند سنتی در صنعت فولاد چین در آینده قابل پیش‌بینی، روند انتقال این بخش به استفاده از مسیر تولید کوره قوس الکتریکی حداقل تا سال 2030 را کاهش می‌دهد.

کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در مسیر کوره بلند نیز پرهزینه و چالش‌برانگیز خواهد بود.

محاسبات انجام‌شده توسط S&P Global Commodity Insights نشان می‌دهد که در طی سال‌های 2021 تا 2025، چین احتمالاً حداقل 8.2 میلیون تن در سال ظرفیت آهن اسفنجی کم یا صفر کربن در حال راه‌اندازی خواهد داشت و Baosteel و Hebei Iron & Steel Group به عنوان دو گروه اصلی پیشتاز هستند. گروه Baowu، بزرگ‌ترین فولادساز جهان است، در حالی که Hebei Iron & Steel رتبه سوم تولید جهانی فولاد را دارد.

علی‌رغم تلاش‌ها، نیروگاه‌های هیدروژنی آهن اسفنجی در مقیاس تولید نسبتاً کوچک‌تری باقی می‌مانند.

به گفته Baosteel، فناوری استفاده از هیدروژن خالص به عنوان گاز کاهنده در کارخانه آهن اسفنجی هنوز در مرحله آزمایشی در چین است. این شرکت قصد دارد نسبت هیدروژن را در کارخانه آهن اسفنجی خود به 80 تا 90 درصد در سال 2030 افزایش دهد.

کاهش گازها در اولین کارخانه‌های آهن اسفنجی در Baosteel و Hebei Iron & Steel ترکیبی از هیدروژن، گاز طبیعی و گاز کوره کک خواهد بود.

شرکت Baosteel قصد دارد تا 30 درصد انتشار کربن خود را نسبت به سال 2020 در سال 2027 کاهش دهد، در حالی که Baowu در سال 2035 همین موضوع را هدف قرار داده است.

تولید فولاد از طریق مسیر سنتی مبدل کوره بلند در Baowu Group حدود 93.5 درصد از کل تولید فولاد خام 115 میلیون تنی آن در سال 2020 را به خود اختصاص داد، در حالی که سهم تولید فولاد با کوره‌های قوس الکتریکی یا EAF تنها 6.5 درصد بود.

این فقط گروه Baowu نیست. این برای کل صنعت فولاد چین نیز صادق است.

طبق محاسبات S&P Global، ظرفیت فولاد خام چین در مسیر مبدل کوره بلند در حال حاضر بیش از 1 میلیارد تن در سال است، در حالی که ظرفیت فولادسازی EAF تنها نزدیک به 200 میلیون تن در سال است.

فولاد بدون کربن به تولید یک تن فولاد که کمتر از 0.5 تن دی‌اکسید کربن تولید می‌کند، اطلاق می‌شود که به این معناست که فولادسازی در مسیر کوره بلند باید انتشار کربن خود را تا بیش از 80 درصد کاهش دهد تا استانداردهای فولاد بدون کربن را برآورده کند..

در حال حاضر، تولید 1 میلیون تن فولاد خام در مسیر کوره بلند حدود 2 تن CO2 منتشر می‌کند، در حالی که مصرف قراضه خالص در EAF ها 0.8 تن CO2 منتشر می‌کند. فولادسازی در مسیرهای معمولی آهن اسفنجی و EAF بسته به نوع مواد احیاکننده، 1.4 تا 1.95 تن CO2 تولید می‌کند.

کوره‌های بلند با استفاده از زیست‌توده، الکتریسیته با کربن صفر و فناوری CCUS می‌توانند انتشار گازهای گلخانه‌ای در تولید آهن خام را نزدیک به 80 درصد کاهش دهند.

بر اساس داده‌های Baosteel، هزینه‌های تولید افزایش می‌یابد و به بیش از 150 دلار در هر تن برای تولید آهن نیاز دارد، در مقایسه با آهنی که از کوره‌های بلند معمولی به دست می‌آید.

تولید فلز داغ در کارخانه‌های آهن اسفنجی با استفاده از هیدروژن سبز به عنوان گاز کاهنده می‌تواند انتشار CO2 را تقریباً 100 درصد کاهش دهد، اما هزینه آن 425 دلار در هر تن بیشتر از فرآیند تولید آهن معمولی خواهد بود.

نیروگاه‌های آهن اسفنجی با استفاده از زغال‌سنگ، الکتریسیته با کربن صفر و CCUS نیز می‌توانند انتشار CO2 را نزدیک به 100 درصد کاهش دهند، اما هزینه آن همچنان بیش از 400 دلار در هر تن بیشتر خواهد بود. با توجه به هزینه کربن‌زدایی بالا و فناوری‌های هنوز نابالغ بعید است که محصولات فولادی کم یا صفر کربن حداقل قبل از سال 2030 بر بازار تسلط پیدا کنند.

به گفته یک منبع بازار، ارتقای بخش تولید چین به محصولات فولادی پیشرفته و فرآوری شده بیشتری نیاز دارد که برای تولید و تولید آلاینده‌های کربن بالاتر از محصولات فولادی معمولی پیچیده‌تر هستند.

چین در سال گذشته با اقدامات اجباری کاهش تولید، راه‌حلی کوتاه‌مدت اما مؤثر برای کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای ارائه کرد.

کاهش تولید فولاد از افزایش انتشار کربن در صنعت فولاد در حین توسعه محصولات فولادی پیشرفته جلوگیری می‌کند.